第19章 滑動軸承和滾動軸承.ppt

1、第19章 軸 承,機械設計基礎軸承,概述,機械設計基礎軸承,箱體 齒輪 軸 軸承 軸承孔,軸承：支持軸或軸上轉(zhuǎn)動零件的部件 作用： 支持軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度 減少轉(zhuǎn)軸與支持面間的摩擦磨損 分類： 按承載方向分：向心軸承、推力軸承 按摩擦性質(zhì)分：滑動軸承、滾動軸承,滑動軸承,19-1 滑動軸承概述 19-2 滑動軸承的結(jié)構(gòu) 19-3 滑動軸承的材料 19-4 潤滑劑和潤滑裝置 19-5 非全液體摩擦滑動軸承的計算,機械設計基礎軸承,基本要求: 了解滑動軸承的特點、應用場合 了解滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)、軸瓦材料及其選用原則 了解常用潤滑劑及潤滑裝置 掌握不完全液體潤滑滑動軸承的設計原理及設計

2、方法,19-1 滑動軸承概述,主要特點：工作平穩(wěn)，無噪聲；液體潤滑時摩擦損失小 應用情況：工作轉(zhuǎn)速特高的軸承；要求對軸的支承位置特別精確的軸承；特重型軸承；大沖擊和振動載荷的軸承；剖分式軸承；徑向尺寸小的軸承；特殊工況下 滑動軸承中的摩擦按潤滑油存在方式分：干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦、混合摩擦(非液體摩擦),機械設計基礎軸承,19-2 滑動軸承的結(jié)構(gòu),機械設計基礎 軸承,向心滑動軸承 推力滑動軸承,滑動軸承組成：軸承體、軸瓦及軸承襯、潤滑與密封裝置 滑動軸承分類： 向心滑動軸承 整體式、剖分式、自動調(diào)心式 推力滑動軸承,河南科技大學專用,一、 向心滑動軸承,組成：軸承座、軸套或軸瓦、聯(lián)接螺栓等

3、。,19-2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式,整體式向心滑動軸承,剖分式向心滑動軸承,螺紋孔,軸承座,軸承,軸承座,軸承蓋,聯(lián)接螺栓,剖分軸瓦,薄壁軸瓦,軸瓦非承載區(qū)內(nèi)表面開有進油口和油溝，以利于潤滑油均勻分布在整個軸徑上。,進油孔,油溝,厚壁軸瓦,整體軸套,卷制軸套,河南科技大學專用,軸承中分面常布置成與載荷垂直或接近垂直。載荷傾斜時結(jié)構(gòu)如圖,大型液體滑動軸承常設計成兩邊供油的形式，既有利于形成動壓油膜，又起冷卻作用。,油溝形式,寬徑比B/d-軸瓦寬度與軸徑直徑之比。重要參數(shù),液體潤滑摩擦的滑動軸承: B/d=0.51,非液體潤滑摩擦的滑動軸承: B/d=0.81.5,整體式向心滑動軸承,機械設計基礎

4、軸承,軸承座 整體軸套 油孔 螺紋孔,結(jié)構(gòu)：軸承座、軸套（整體） 軸承座設有安裝潤滑油杯的螺紋孔 軸套上開有油孔，內(nèi)表面開有油槽 特點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低 但裝拆不便，無法調(diào)整 應用：低速、輕載或間歇性工作的機器,剖分式向心滑動軸承,機械設計基礎 軸承,軸承座 軸承蓋 雙頭螺柱 油孔 油槽 剖分式軸瓦,結(jié)構(gòu)：軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦、螺柱 特點：剖分面作成階梯狀，且垂直載荷方向 正剖、斜剖，裝拆方便，常在軸瓦表面粘附軸承襯 磨損后可調(diào)整間隙，結(jié)構(gòu)復雜 應用：常用,自動調(diào)心式向心滑動軸承,機械設計基礎 軸承,應用： 用于支承撓度較大或多支點的長軸,結(jié)構(gòu)：軸瓦瓦背制成凸球面 其支承面制成凹球面 特

5、點：軸瓦能擺動，適應軸的變形,推力滑動軸承,機械設計基礎 軸承,分類：空心式、單環(huán)式、多環(huán)式,軸上的軸向力應采用推力軸承來承受 止推面：軸端面、軸中段做凸肩或裝上推力圓盤,19-3 滑動軸承的材料,機械設計基礎 軸承,軸瓦或軸承襯：軸頸應比軸瓦耐磨 對材料性能的要求: 良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性 良好的摩擦順應性、嵌入性和磨合性 足夠的強度和抗腐蝕能力 良好的導熱性、工藝性和經(jīng)濟性等 常用材料： 金屬：青銅、軸承合金、粉末冶金、灰鑄鐵等 非金屬：工程塑料、硬木、橡膠、聚四氟乙烯,軸承蓋、軸承座：灰鑄鐵，鑄鋼 軸頸：鋼,軸承襯,常用材料性能比較,機械設計基礎 軸承,19-4 潤滑劑和潤滑裝置

6、,一、潤滑劑 二、潤滑裝置,機械設計基礎軸承,一、潤滑劑,機械設計基礎 軸承,潤滑油：液體，用途最廣泛 潤滑脂：半固體，潤滑油稠化劑，一般用于中低速 固體潤滑劑：主要用作油、脂的添加劑，也可單獨使用，如C, MoS2, PTFE(聚四氟乙烯)等,作用：減少摩擦損失、減輕工作表面的磨損、冷卻、吸振等 常用潤滑劑：潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑,19-4 潤滑劑和潤滑裝置,固體潤滑劑,1. 潤滑油,在用的大部分潤滑油為礦物油（石油）,粘度-重要參數(shù),在軸承中，潤滑油最重要的物理參數(shù)是粘度，它是選擇潤滑油的主要依據(jù)。粘度表征液體流動的內(nèi)摩擦特性。,A、B兩板之間充滿了液體，B板靜止，A板水平移動速度為v

7、。由于液體與金屬表面的吸附作用，A板表面的液體速度為v，而B板表面的液體速度為0。兩板之間的速度呈線性分布。,液體層與層之間摩擦切應力：,- 牛頓液體流動定律,-液體的動力粘度，簡稱粘度,量綱：力時間/長度2,單位：N s /m2 (Pa s),或泊：1P=1 dyn s /cm2,運動粘度：,單位： m2 / s,或斯St：cm2 /s,或厘斯cSt：1St=100 cSt,實驗結(jié)果：,分析位置y處薄層的受力,我國石油產(chǎn)品是用運動粘度標定的,潤滑油的性能指標及選擇,性能指標： 粘度液體流動時，每薄層相互間的阻抗剪力，它是液體流動時內(nèi)部摩擦阻力的度量 是最重要的性能指標，也是選擇潤滑油的主要依

8、據(jù) 油性也稱潤滑性，表征油中的極性分子對金屬表面的吸附性能。油性好則摩擦系數(shù)小 凝點反映潤滑油的低溫工作性能 閃點反映潤滑油的高溫工作性能,機械設計基礎 軸承,潤滑油的選擇原則： 壓力大或在沖擊、變載條件下工作，應選粘度高的油 速度高時，應選粘度低的油，以減少摩擦損失 工作溫度高時，應選粘度高的油，因粘度會隨溫度升高而下降,潤滑脂的性能指標及選擇,性能指標： 針入度(稠度)表征潤滑脂的稀稠度，類似于油的粘度 用一特制重1.5N錐形針在25C恒溫下5s內(nèi)刺入潤滑脂內(nèi)的深度。標志潤滑脂內(nèi)阻力的大小和受力后流動性的強弱 滴點溫度升高時，潤滑脂第一滴掉下時的溫度，表征潤滑脂耐高溫的性能 耐水性潤滑脂與

9、水接觸時，其特性的保持程度,機械設計基礎 軸承,潤滑脂的選擇原則： 壓力大、速度低小針入度，反之選針入度大的 潤滑脂的滴點應高于軸承工作溫度2030，以免流失 在有水或潮濕場合，應選防水性的潤滑脂,二、潤滑裝置,機械設計基礎 軸承,潤滑油潤滑裝置：油孔、芯捻或線紗油杯、針閥滴油杯、油杯、飛濺潤滑、壓力潤滑 潤滑脂潤滑裝置：旋轉(zhuǎn)油杯、壓注油嘴,油槽結(jié)構(gòu)：,潤滑油潤滑裝置,油孔 芯捻或線紗油杯 針閥滴油杯 油環(huán),機械設計基礎 軸承,飛濺潤滑 壓力潤滑,19-5 非全液體摩擦滑動軸承的計算,工作條件：邊界膜不破壞、粗糙表面內(nèi)有流體潤滑存在 失效形式： 磨損導致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度，甚至

10、使軸承不能正常工作 膠合高速重載且潤滑不良時，摩擦加劇，發(fā)熱多，使軸承上較軟的金屬粘焊在軸頸表面而出現(xiàn)膠合 設計準則： 維持邊界膜不遭破壞 主要進行壓強p、壓強與速度乘積 pv 的驗算,機械設計基礎軸承,一、向心軸承的計算 二、推力軸承的計算 三、設計步驟,一、向心軸承的計算,機械設計基礎 軸承,2 壓強和速度乘積pv的驗算 限制溫升防止油膜破裂，防止膠合破壞,1 壓強p驗算 限制壓力防止油膜破裂，防止軸瓦過度磨損,許用壓強p 查表19-1,許用pv值 查表19-1,二、推力軸承的計算,機械設計基礎 軸承,2 壓強和速度乘積pv的驗算 限制溫升防止油膜破裂，防止膠合破壞,1 壓強p驗算 限制壓

11、力防止油膜破裂，防止軸瓦過度磨損,許用壓強p 查表19-4,許用pv值 查表19-4,平均速度,三、設計步驟,機械設計基礎 軸承,選擇軸瓦材料,確定軸承結(jié)構(gòu)形式,確定軸承寬度b和直徑d,驗算p、pv,選擇軸承的配合,選擇潤滑劑與潤滑裝置,一、動壓潤滑的形成和原理和條件,19-6 動壓潤滑的基本原理,先分析平行板的情況。板B靜止，板A以速度向左運動，板間充滿潤滑油，無載荷時， 液體各層的速度呈三角形分布，近油量與處油量相等，板A不會下沉。但若板A有載荷時，油向兩邊擠出，板A逐漸下沉，直到與B板接觸。,兩平形板之間不能形成壓力油膜！,如兩板不平行板。板間間隙呈沿運動方向由大到小呈收斂楔形分布，且板

12、A有載荷， 當板A運動時，兩端速度若程虛線分布，則必然進油多而出油少。由于液體實際上是不可壓縮的，必將在板內(nèi)擠壓而形成壓力，迫使進油端的速度往內(nèi)凹，而出油端的速度往外鼓。進油端間隙大而速度曲線內(nèi)凹，出油端間隙小而速度曲線外凸，進出油量相等，同時間隙內(nèi)形成的壓力與外載荷平衡，板A不會下沉。這說明了在間隙內(nèi)形成了壓力油膜。這種因運動而產(chǎn)生的壓力油膜稱為動壓油膜。各截面的速度圖不一樣，從凹三角形過渡到凸三角形，中間必有一個位置呈三角形分布。,動壓油膜-因運動而產(chǎn)生的壓力油膜。,形成動壓油膜的必要條件：,1.兩工件之間的間隙必須有楔形間隙；,2.兩工件表面之間必須連續(xù)充滿潤滑油或其它液體；,3.兩工件

13、表面必須有相對滑動速度。其運動芳方向必須保證潤滑油從大截面流進，從小截面出來。, Fy =F Fx 0, Fy =F Fx = 0,向心軸承動壓油膜的形成過程：,靜止,爬升,將軸起抬 轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高,穩(wěn)定運轉(zhuǎn)達到工作轉(zhuǎn)速,e -偏心距,滾動軸承,19-6 滾動軸承概述 19-7 滾動軸承的結(jié)構(gòu)和類型 19-8 滾動軸承的代號 19-9 滾動軸承的失效形式及選擇計算 19-10 滾動軸承的組合設計,機械設計基礎軸承,基本要求: 熟悉滾動軸承的代號、正確地選擇滾動軸承的類型 掌握滾動軸承的壽命計算 正確進行滾動軸承組合設計 難點：向心推力軸承(指角接觸球軸承與圓錐滾子軸承)的受力分析,第20章 滾動

14、軸承概述,滾動軸承是標準件，由專業(yè)軸承廠集中生產(chǎn),機械設計基礎軸承,特點： 摩擦阻力小, 功率損耗少, 起動靈敏，f0.05, h= 0.980.995 可同時承受徑向和軸向載荷，簡化了支承結(jié)構(gòu) 徑向間隙小，還可用預緊方法消除間隙，因此回轉(zhuǎn)精度高 互換性好，易于維護，潤滑簡便, 價格低 抗沖擊能力差, 高速時出現(xiàn)噪音 壽命也比不上液體潤滑的滑動軸承 徑向尺寸大,20-1 滾動軸承的結(jié)構(gòu)和類型,一、結(jié)構(gòu) 二、材料 三、分類 四、類型及特點,機械設計基礎軸承,一、結(jié)構(gòu),機械設計基礎 軸承,組成：內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架,外圈,內(nèi)圈,滾動體,保持架,二、材料,機械設計基礎 軸承,保持架：避免滾動體

15、直接接觸，減少發(fā)熱和磨損 材料：低碳鋼；銅、鋁、工程塑料,內(nèi)圈、外圈、滾動體：高硬度、高接觸疲勞強度、良好耐磨性和沖擊韌性 材料：含鉻軸承鋼，硬度6065 HRC,三、分類,機械設計基礎 軸承,1 按滾動體形狀分 2 按受載方向分,1 按滾動體形狀分,按滾動體形狀分： 球軸承、滾子軸承,機械設計基礎 軸承,又可細分為： 球軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、球面滾子軸承,2 按受載方向分,按受載方向和公稱接觸角分：,機械設計基礎 軸承,滾動體與套圈接觸處的法線與軸承的徑向平面之間的夾角,向心軸承: a=0 向心推力軸承： 0 a 90 向心角接觸軸承: 0 a45 推力角接觸軸承: 4

16、5 a 90 推力軸承: a=90 注意： 在徑向載荷作用下產(chǎn)生內(nèi)部軸向力Fd，其方向是使內(nèi)外圈分離，所以要成對使用 內(nèi)部軸向力Fd的大小與a有關,四、類型及特點,機械設計基礎 軸承,1 向心軸承(a=0) 2 調(diào)心軸承(a=0) 3 向心推力軸承 (0a90) 4 推力軸承(a=90) 5 選擇原則,1 向心軸承(a=0),深溝球軸承: 6類 nlim最高、價廉, 優(yōu)先采用 受力類型: Fr, 不大的Fa(雙向) 圓柱滾子軸承: N類承載力較大 受力類型: 很大的Fr, 不能承受軸向力Fa,機械設計基礎 軸承,滾針軸承: NA類 內(nèi)外圈可分離, 徑向尺寸小 受力類型: 很大的Fr, 不能承受

17、軸向力Fa,2 調(diào)心軸承 (a=0),調(diào)心球軸承: 1類調(diào)心性能最好 受力類型：Fr, 不大的Fa(雙向),機械設計基礎 軸承,調(diào)心滾子軸承: 2(3)類調(diào)心性能好、承載力較大 受力類型：Fr, 不大的Fa(雙向),3 向心推力軸承 (0a90),角接觸球軸承:類，a15、25、40 受力類型：Fr, 單向Fa,機械設計基礎 軸承,圓錐滾子軸承：3類 受力類型：Fr, 單向Fa,4 推力軸承(a=90),推力球軸承: 5類 受力類型：只承受軸向(Fa),機械設計基礎 軸承,單列：承受單向軸向力 雙列：承受雙向軸向力,5 滾動軸承類型的選擇原則,根據(jù)載荷大小、性質(zhì)、軸承的轉(zhuǎn)速、調(diào)心性能、安裝和拆

18、卸、價格等確定軸承類型 其中，載荷(包括大小和方向)、轉(zhuǎn)速的大小一般是最主要的,機械設計基礎 軸承,一般而言， 高速，平穩(wěn)低載：60000（深溝球軸承） 載荷較大+沖擊：滾子軸承 徑/軸向載荷較大： 較低轉(zhuǎn)速：30000（圓錐滾子） 較高轉(zhuǎn)速：70000角接觸球軸承 軸向載荷徑向載荷：推力+向心組合,滾動軸承的代號,滾動軸承為標準件：GB/T 272-1993,機械設計基礎軸承,舊標準代號 舉例,前置代號,基 本 代 號,后置代號,尺寸系列 代 號,分部件代號,類型代號,內(nèi)徑代號,直徑系列代號,寬度系列代號,內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號,密封與防塵代號,公差等級代號,。,字母,2 1,3,4,5,字母(+數(shù)字

19、),1 內(nèi)徑尺寸代號 2 尺寸系列代號 3 類型代號,基本代號,機械設計基礎 軸承,表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號的的基礎 表明軸承的內(nèi)徑、直徑系列、寬度系列、類型,1 內(nèi)徑尺寸代號,右起第1、2位數(shù)字 內(nèi)徑d: （即軸的直徑） 0010mm 0112mm 0215mm 0317mm 0496數(shù)字x 5 mm,機械設計基礎 軸承,對于內(nèi)徑 (500mm，以及22mm、28mm、32mm的軸承，用公稱內(nèi)徑數(shù)值直接表示，但在與尺寸系列代號之間用“/”分開,2 尺寸系列代號,直徑系列代號、寬度系列代號 直徑系列代號：第三位數(shù)字 指結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)徑相同的軸承使用不同直徑的滾動體，在外徑和寬度

20、方面的變化系列 0,1特輕 2輕 3中 4重,機械設計基礎 軸承,寬度系列代號：第四位數(shù)字，常與直徑系列代號同時使用 表示同一內(nèi)徑和外徑的軸承可以有不同的寬度 多數(shù)正常系列可不標,0,1 特輕,2 輕,5 輕寬,3 中,6 中寬,4 重,3 類型代號,第五位(從右到左數(shù))，用數(shù)字或字母表示 代號為0（雙列角接觸球軸承），則省略,機械設計基礎 軸承,具體見p308表19-6,常用的幾類滾動軸承，一般無前置代號,前置代號,機械設計基礎 軸承,用字母表示 表示成套軸承分部件,公差等級(精度)代號： 0 、6x 、6、5、4、2六級精度，逐漸增高 表示成：/P0 、/P6x 、/P6、/P5、/P4、

21、/P2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號： 如：C a=15、AC a=25、Ba=40 軸承徑向游隙系列代號： /C1、 /C2、/C0、 /C3、/C4、/C5六組游隙，由小到大 0組( /C0)）游隙常用，可省略,后置代號,機械設計基礎 軸承,用字母（+數(shù)字）表示 表示軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)、密封與防塵、保持架及其材料、軸承材料及公差等級等,內(nèi)徑尺寸代號 外徑系列代號 類型代號 結(jié)構(gòu)特點代號 寬度系列代號 精度代號,滾動軸承代號:舊標準,機械設計基礎 軸承, X XX X X XX,了解,7212C,舉例,機械設計基礎 軸承,6305,304/32,(/P0),7211C/P5,深溝球軸承,直徑系列為3(中),寬度系

22、列為0(不標),內(nèi)徑d=25mm,0級精度(不標),角接觸球軸承,直徑系列為2(輕) 寬度系列為0(不標),內(nèi)徑d =60mm,a=15,內(nèi)徑d=32mm,圓錐滾子軸承,寬度系列為0,直徑系列為4(重),5級精度,接觸角15 ,直徑55mm,正常寬度、輕系列,角接觸球軸承,19-9 滾動軸承的失效形式及選擇計算,一、失效形式 二、軸承壽命計算 三、軸承靜載荷計算,機械設計基礎軸承,設計軸承的基本方法： 由工作條件定軸承類型 結(jié)構(gòu)定軸承直徑 初選型號 C、C0 驗算壽命： 計算軸承載荷查e、X、Y 計算P計算Lh分析軸承是否合格,一、失效形式,機械設計基礎 軸承,失效形式： 疲勞點蝕 最主要的失

23、效形式，滾動體表面、套圈滾道都可能發(fā)生點蝕 過大塑性變形 低速軸承的主要失效形式，接觸應力過大(載荷過大或沖擊載荷)，元件表面出現(xiàn)較大塑性變形 磨損、膠合、內(nèi)外圈和保持架破損等使用維護不當而引起的，屬于非正常失效,設計準則： 一般轉(zhuǎn)速的軸承 進行壽命(額定動載荷)計算，防止疲勞點蝕破壞 轉(zhuǎn)速極低或僅作緩慢擺動的軸承 按靜強度(額定靜載荷)計算，防止塑性變形,二、軸承壽命計算,機械設計基礎 軸承,1 基本概念 2 壽命計算 3 當量動載荷 P 的計算 4 向心角接觸軸承軸向載荷 Fa 的計算 5 推力球軸承的當量動載荷,針對失效形式：疲勞點蝕,1 基本概念壽命,軸承壽命：( 106 r 或 h

24、) 軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點蝕前，所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時數(shù) 基本額定壽命：用 L10 表示 一批相同的軸承，在相同的條件下運轉(zhuǎn)，其中90的軸承不發(fā)生疲勞點蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時數(shù),機械設計基礎 軸承,寓意： 一批軸承中有90的壽命將比其基本額定壽命長 一個軸承在基本額定壽命期內(nèi)正常工作的概率有90，失效率為10 注意：額定壽命隨運轉(zhuǎn)條件而變化 比如：外載荷增大，額定壽命降低 因此，基本額定壽命并不能直接反映軸承的承載能力,90,10,完好,基本額定動載荷,定義： 規(guī)定軸承在 基本額定壽命L10 為 106 轉(zhuǎn) 時，所能承受的最大載荷，用 C 表示 即：在C 的作用下，運轉(zhuǎn) 106

25、轉(zhuǎn) 時，有10的軸承出現(xiàn)點蝕，90的軸承完好,機械設計基礎 軸承,對于具體軸承，C 為定值，按手冊查取 對向心軸承(0 a 45 )，C為純徑向載荷Cr 對推力軸承(45 a 90 ) ，C為純軸向載荷Ca,額定動載荷越大,軸承的承載能力越大,2 壽命計算,目的：根據(jù)工作條件和設計要求，選擇合適的軸承尺寸 載荷與額定壽命的關系曲線： PeL10=常數(shù) 式中：P 為當量動載荷 L10為P 作用下的額定壽命 e為壽命指數(shù)，球軸承 e =3，滾子軸承e =10/3,機械設計基礎 軸承,當載荷為額定動載荷C 時：,小時數(shù)表示：,或：,已知軸承的C ，計算額定壽命,根據(jù)預期壽命Lh，計算所需的C ,預期

26、壽命,所需額定動載荷,軸承的額定壽命：,3 當量動載荷 P 的計算,對于向心軸承，C 為徑向載荷Cr 對于推力軸承，C 為軸向載荷Ca 但軸承可能同時承受徑向載荷Fr 和軸向載荷 Fa 為了與C在相同的條件下進行比較，引入當量動載荷的概念 當量動載荷：一假想載荷，與C 同類型，它對軸承的作用與實際載荷的作用等效。用 P 表示 實際載荷的條件不同時，按確定基本額定動載荷的條件進行換算后的載荷即為純徑向力Pr、純軸向力Pa 計算式：,機械設計基礎 軸承,X 徑向載荷系數(shù) Y 軸向載荷系數(shù) 見表19-7,實際工作條件下，需引入載荷系數(shù) fP (見表19-8)修正P：,4 向心角接觸軸承軸向載荷 Fa

27、 的計算,Fr 、 Fa 軸承的徑向、軸向力 （注意區(qū)別與軸上載荷） 對純徑向軸承：P=fPFr 對純軸向軸承：P=fPFa 徑向載荷 Fr 的計算見軸受力分析，即：,機械設計基礎 軸承,Fa并不是外界的軸向作用力，而應是軸承所受的軸向力，它應根據(jù)整個軸上的軸向載荷(對于向心推力軸承還應包括因徑向載荷Fr產(chǎn)生的派生軸向力FS)之間的平衡條件得出,而：, 派生軸向力FS,向心角接觸軸承（角接觸球軸承、圓錐滾子軸承）受純徑向載荷作用后，會產(chǎn)生派生軸向分力 FS,機械設計基礎 軸承,派生軸向力FS 大小見表19-9,O,角接觸球軸承,注意 FS 的方向,表19-9內(nèi)部軸向力FS, 排列方法,為使 S

28、 得到平衡，角接觸軸承一般成對使用 正裝 面對面安裝 軸承外圈的窄邊相對， 即內(nèi)部軸向力指向相對 正裝時跨距短，軸剛度大,機械設計基礎 軸承,反裝 背靠背安裝 兩軸承外圈的寬邊相對 即派生軸向力指向相背 反裝時跨距長，軸剛度小,為簡化計算，可認為支反力作用于軸承寬度的中點, 角接觸軸承的軸向載荷Fa,當外載既有徑向載荷又有軸向載荷時，角接觸軸承的軸向載荷 Fa ？,機械設計基礎 軸承,要同時考慮軸向外載 Fa和派生軸向力FS,軸承正裝時：,圓錐滾子軸承的簡圖如下（將內(nèi)圈與軸視為一體）：,機械設計基礎 軸承,若 FS1 + Fa FS2 軸向合力向右，軸有向右移動的趨勢，但外圈被固定， 右軸承被

29、壓緊，會產(chǎn)生反力FS2，使軸向力平衡，使得:,右軸承被壓緊, 軸向力,左軸承被放松, 軸向力,軸承正裝時：,圓錐滾子軸承的簡圖如下（將內(nèi)圈與軸視為一體）：,機械設計基礎 軸承,若 FS1 + Fa FS2 軸向合力向右，軸有向左移動的趨勢，但外圈被固定， 左軸承被壓緊，會產(chǎn)生反力FS1，使軸向力平衡，使得:,左軸承被壓緊, 軸向力,右軸承被放松, 軸向力,結(jié)論：,軸承反裝時，可得到與正裝同樣的結(jié)論 結(jié)論總結(jié)如下： 根據(jù)排列方式判明派生軸向力 FS1、FS2 的方向 判明軸向合力指向及軸可能移動的方向，分析哪端軸承被“壓緊”，哪端軸承被“放松” “放松”端的軸向載荷等于自身的內(nèi)部軸向力 “壓緊”

30、端的軸向載荷等于除去自身派生軸向力后其它軸向力的代數(shù)和,機械設計基礎 軸承,對于能承受少量軸向力而a=0 的向心軸承(如深溝球軸承)：,因為：a0 ,FS10 ，F(xiàn)S2 0,所以：F合力Fa,圖中：,Fa10,Fa2Fa,5 推力球軸承的當量動載荷,對推力球軸承，不能承受徑向力，只能承受軸向力，則：,機械設計基礎 軸承,三、軸承靜載荷計算,機械設計基礎 軸承,失效形式：過大塑性變形 對象：低速或受較大沖擊載荷作用的軸承 目的：防止軸承元件發(fā)生塑性變形 基本額定靜載荷C0 ：限制塑性變形的極限載荷值，由手冊查取 對向心軸承為 C0r 徑向基本額定靜載荷 對推力軸承為 C0a 軸向基本額定靜載荷 徑向軸承或角接觸軸承的當量靜載荷P0:,實際選用： 推力軸承的當量靜載荷： 靜強度校核公式：,19-10 滾動軸承的組合設計,組合設計的內(nèi)容包括： 固定、配合與裝拆、潤滑與密封 組合設計合理與否將影響軸系的受力、運轉(zhuǎn)精度